В кишечнике человека обитает множество бактерий, среди которых особое внимание привлекают некоторые штаммы кишечной палочки (Escherichia coli) и других представителей семейства Enterobacteriaceae. Эти микроорганизмы способны производить токсин под названием колибактин. Для его производства бактериям необходимо активировать группу из 19 генов, который называется остров патогенности или же по-русски «островком вредности».
Колибактин представляет собой уникальный токсин, так как он способен разрывать ДНК в человеческих клетках, вызывая повреждение хромосом. Это вмешательство особенно опасно для клеток кишечника, которые постоянно обновляются и проходят через четыре стадии клеточного цикла: G1 (рост клетки), S (копирование ДНК), G2 (проверка готовности) и M (митоз - деление клетки на две одинаковые). Колибактин способен задерживать клетку на стадиях G2 или M, что может привести к преждевременному старению, апоптозу (самоубийству клетки) и, в конечном итоге, к развитию рака.
Исследования показали, что штаммы кишечной палочки, способные вырабатывать колибактин, чаще встречаются у больных с колоректальным раком (раком толстой кишки). Этот токсин был открыт относительно недавно — лишь в 2006 году. Гены, отвечающие за его создание, был обнаружен у 25% бактерий E. coli, выделенных из фекалий здоровых людей, что означает, что многие люди являются бессимптомными носителями потенциально опасных бактерий. Более того, даже пробиотический штамм E. coli Nissle 1917, известный своей пользой, также содержит ген, кодирующий колибактин, и теоретически может его производить.
И несмотря на это, кишечная палочка является одним из самых полезных членов нашей кишечной микробиоты. Она, в том числе, вырабатывает витамин K, о котором вы, скорее всего, даже не слышали. Этот витамин нам кажется не таким уж важным, потому что его синтезирует наша микробиота — в том числе и кишечная палочка. А между тем, витамин K необходим, например, для правильного свертывания крови. Так что не торопитесь пить антибиотики, стремясь вывести E. coli из организма.
Колибактин особенно активен в условиях гипоксии — пониженного содержания кислорода, характерного для просвета кишечника. Сам кишечник устроен таким образом, что кислород постепенно убывает по мере углубления в крипты — строения, находящиеся в слизистой оболочке кишечника. Это связано с тем, что кишечная микробиота в основном состоит из анаэробных бактерий, которым кислород не нужен, а порой даже вреден. При этом кислород жизненно необходим тканям организма для выработки энергии, и его недостаток может приводить к нарушениям в работе кишечника, включая воспаления и онкологические заболевания. Интересно, что кислород предотвращает производство колибактина, что указывает на приспособленность этого токсина к работе в условиях кислородного голодания, характерных для опухолевых тканей.
Передача бактерий, способных производить колибактин, может происходить от матери к новорожденному во время естественных родов. Таким образом, ребенок с раннего возраста может подвергаться воздействию этого токсина, что потенциально предрасполагает к развитию рака толстой кишки и других злокачественных новообразований. За последние 20 лет наблюдается рост случаев раннего рака толстой кишки — у взрослых младше 50 лет, и колибактин может быть одним из факторов, способствующих этому росту.
Хотя колибактин не является единственным фактором риска развития рака толстой кишки, его наличие в организме с раннего возраста может усиливать воздействие прочих факторов, таких как питание и образ жизни. Таким образом, к известным причинам риска добавляется новый — бактериальный токсин, попадающий в организм в младенчестве.
Источники:
Faïs, Tiphanie, et al. "Colibactin: more than a new bacterial toxin." Toxins 10.4 (2018): 151. туть гены
Wernke, Kevin M., et al. "Structure and bioactivity of colibactin." Bioorganic & medicinal chemistry letters 30.15 (2020): 127280. туть гены
Singhal, Rashi, and Yatrik M. Shah. "Oxygen battle in the gut: Hypoxia and hypoxia-inducible factors in metabolic and inflammatory responses in the intestine." Journal of Biological Chemistry 295.30 (2020): 10493-10505.
Bossuet, Nadège, et al. "Oxygen concentration modulates colibactin production." Gut microbes 15.1 (2023): 2222437.
Díaz-Gay, Marcos, et al. "Geographic and age variations in mutational processes in colorectal cancer." Nature (2025): 1-2.
Tsunematsu, Yuta, et al. "Mother-to-infant transmission of the carcinogenic colibactin-producing bacteria." BMC microbiology 21.1 (2021): 235.
cancerresearchukточкаorg/2025/04/23/colibactin-e-coli-early-onset-bowel-cancer/
Mäklin, Tommi, et al. "Geographical variation in the incidence of colorectal cancer and urinary tract cancer is associated with population exposure to colibactin-producing Escherichia coli." The Lancet Microbe 6.5 (2025).
Lou, Yue Clare, et al. "Infant gut strain persistence is associated with maternal origin, phylogeny, and traits including surface adhesion and iron acquisition." Cell Reports Medicine 2.9 (2021).
sangerточкаacточкаuk/news_item/childhood-exposure-to-bacterial-toxin-may-be-triggering-colorectal-cancer-epidemic-among-the-young/
Ставя любо, подписываясь или же пересылая статью друзьям, Вы помогаете мне продвигать настоящую науку.
Предыдущая статья: Лаборатории смерти: кто создаёт биологическое оружие